[发明专利]一种配套粉煤气化的多股流CO等温变换工艺及等温变换炉

权利要求书

1.一种配套粉煤气化的多股流CO等温变换工艺，其特征在于包括下述步骤：

来自粉煤气化装置的190℃～220℃、3.0～4.5MPaG、水气比为0.5~1.0的粗煤气分为两股，其中占总量8～55v%的一股粗煤气为非变换气；剩余的为变换气；

所述变换气经1#低压蒸汽发生器回收热量后，副产0.4MPaG～1.0MPaG的低压饱和蒸汽，变换气温度降为185℃~210℃，经进料分离器分离出冷凝液后进入2#气冷变换炉作为取热介质进行预热，被加热到220℃～270℃，进入脱毒槽脱除杂质后得到的净化气分为三股；

占总量40～70v%的第一股净化气送入等温变换炉进行变换反应；所述等温变换炉内设置有换热管束，汽包内的锅炉水作为取热介质进入所述换热管束内将反应热带走，副产3.0～6.0MPaG中压饱和蒸汽，中压饱和蒸汽返回所述汽包分液后与1#中压蒸汽发生器副产的中压饱和蒸汽汇合送至1#气冷变换炉作为取热介质，得到温度为350℃~420℃的中压过热蒸汽；

占变换气总量5～20v%的第三股净化气进入2#气冷变换炉进行变换反应；2#气冷变换炉变换反应热用于预热变换气，出2#气冷变换炉的温度为230℃～320℃的第三变换气与等温变换炉出口第一变换气混合；

占变换气总量23～43v%的第二股净化气进入1#气冷变换炉进行变换反应；出1#气冷变换炉的温度为370℃~450℃的第二变换气进入1#中压蒸汽发生器，副产3.0～6.0MPaG的中压饱和蒸汽，第二变换气温度降为240℃~320℃；然后与等温变换炉出口第一变换气及2#气冷变换炉出口第三变换气混合成混合气；

所述混合气分两股，占总量7～25v%的第一股混合气进入低压蒸汽过热器，将0.4MPaG～1.0MPaG的低压饱和蒸汽过热到180℃~250℃，第一股混合气温度降为200℃～250℃；剩余的第二股混合气进入中压锅炉水预热器，用于预热中压锅炉水，混合气温度降为200℃～250℃；换热后的两股混合气再次汇合，进入3#低压蒸汽发生器，副产0.4MPaG～1.0MPaG的低压饱和蒸汽，混合气温度降为160℃~190℃；

200℃的非变换气进入2#低压蒸汽发生器副产0.4MPaG～1.0MPaG的低压饱和蒸汽，温度降为160℃~190℃后进入气液分离器，出气液分离器的非变换气与来自3#低压蒸汽发生器出口的温度为160℃~190℃的混合气混合后得到合成气，控制合成气中的H₂和CO的摩尔比为2.0~3.0；

所述1#低压蒸汽发生器并联有第一调温副线，通过检测进料气液分离器出口变换气温度调节第一调温副线内粗煤气流量，从而控制粗煤气的水气比在0.5~1.0之间；

所述粗煤气中CO干基含量为60~80v%；

所使用的等温变换炉包括炉体、设置在所述炉体内的催化剂框以及设置在所述催化剂框内的多根换热管，所述催化剂框内还设有合成气收集管道，所述催化剂框与所述合成气收集管道之间的空腔形成反应腔；

各所述换热管布置在多个同心圆周线上，各所述换热管在各自的圆周线上均匀布置，并且各所述换热管在各自圆周线上的排布间距自外向内逐渐变大；

各所述换热管的入口分别连接各自对应的冷却水分布管，各所述冷却水分布管均连通冷却水输送管道；各所述换热管的出口分别连接各自对应的汽水收集分布管，各所述汽水收集分布管均连通蒸汽输送管道；

各所述冷却水分布管和各所述汽水收集分布管在所述反应腔的横截面上呈放射状布置。

2.根据权利要求1所述的配套粉煤气化的多股流CO等温变换工艺，其特征在于所述冷却水分布管包括间隔布置的冷却水分布短管和冷却水分布长管；所述汽水收集分布管包括间隔布置的汽水收集分布短管和汽水收集分布长管。

3.根据权利要求2所述的配套粉煤气化的多股流CO等温变换工艺，其特征在于所述汽水收集分布长管和所述汽水收集分布短管的外端相对齐，所述冷却水分布长管和所述冷却水分布短管的外端相对齐，并且所述冷却水分布管和所述汽水收集分布管上、下对称布置。